Zucker stört das Mikrobiom, beseitigt den Schutz vor Adipositas und Diabetes

Eine Untersuchung an Mäusen hat ergeben, dass Nahrungszucker das Darmmikrobiom verändert und eine Kette von Ereignissen auslöst, die zu Stoffwechselerkrankungen, Prädiabetes und Gewichtszunahme führen.

Die kürzlich veröffentlichten Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Ernährung wichtig, ein optimales Mikrobiom aber gleichermaßen von Bedeutung für die Prävention des Metabolischen Syndroms, Diabetes und Adipositas ist.

Die Ernährung verändert das Mikrobiom

Eine fett- und zuckerreiche Ernährung nach westlichem Vorbild kann zu Adipositas, der Entwicklung des Metabolischen Syndroms und Diabetes führen – doch wie die Ernährung ungesunde Veränderungen im Körper auslöst, ist unbekannt.

Dr. Ivalyo Ivanov, außerordentlicher Professor für Mikrobiologie und Immunologie am Vagelos College of Physicians and Surgeons der Columbia University (USA), und seine Kollegen untersuchten die initialen Auswirkungen der Ernährung nach westlichem Vorbild auf das Mikrobiom von Mäusen. Nach vier Wochen einer solchen Nahrungsaufnahme zeigten die Tiere Merkmale des Metabolischen Syndroms, wie Gewichtszunahme, Insulinresistenz und Glukoseintoleranz. Und ihr Mikrobiom hatte sich dramatisch verändert, wobei die Menge an segmentierten Fadenbakterien – die in der Darmmikrobiota von Nagetieren, Fischen und Hühnern häufig vorkommen – stark reduziert wurden, während andere Bakterien zunahmen.

Veränderungen des Mikrobioms verändern Th17-Zellen

Die Verringerung der Fadenbakterien, so fanden die Forscher heraus, war durch ihre Wirkung auf die Th17-Immunzellen entscheidend für die Gesundheit der Tiere. Der Rückgang der Fadenbakterien reduzierte die Anzahl der Th17-Zellen im Darm. Weitere Untersuchungen zeigten, dass es die Th17-Zellen sind, die es braucht, um Stoffwechselerkrankungen, Diabetes und Gewichtszunahme zu verhindern.
„Diese Immunzellen produzieren Moleküle, die die Aufnahme von ‘schlechten’ Lipiden aus dem Darm verlangsamen und Darmentzündungen verringern“, erklärt Ivanov. „Mit anderen Worten: Sie halten den Darm gesund und schützen den Körper vor der Aufnahme krankheitserregender Lipide.“

Zucker gegen Fett

Welche Komponente der fett- und zuckerreichen Ernährung führte zu diesen Veränderungen? Ivanovs Team stellte fest, dass der Zucker schuld war. „Zucker beseitigt die Fadenbakterien, und die schützenden Th17-Zellen verschwinden als Folge davon“, sagt Ivanov. „Wenn wir Mäusen eine zuckerfreie, fettreiche Diät fütterten, behielten sie die Th17-Zellen im Darm und waren vollständig vor der Entwicklung von Fettleibigkeit und Prädiabetes geschützt, obwohl sie die gleiche Anzahl an Kalorien zu sich nahmen.“

Aber der Verzicht auf Zucker half nicht allen Mäusen. Bei Tieren, denen anfangs fadenförmige Bakterien fehlten, hatte die Eliminierung von Zucker keine positive Wirkung, und die Tiere wurden adipös und entwickelten Diabetes. „Dies deutet darauf hin, dass einige beliebte Ernährungsinterventionen, wie die Minimierung von Zucker, möglicherweise nur bei Menschen funktionieren, die bestimmte Bakterienpopulationen in ihrer Mikrobiota haben“, unterstreicht Ivanov.

In diesen Fällen können bestimmte Probiotika hilfreich sein. Bei den Ivanov-Mäusen führte die Zufuhr von Fadenbakterien zur Erholung der Th17-Zellen und zum Schutz vor dem Metabolischen Syndrom, obwohl die Tiere fettreiches Futter erhielten.

Zwar haben Menschen nicht die gleichen Fadenbakterien wie Mäuse, doch Ivanov glaubt, dass andere Bakterien in Menschen die gleiche Schutzwirkung haben könnten. Auch die Bereitstellung von Th17-Zellen wirkte sich auf die präventiv aus – sie könnten sich auch in der Therapie bei Menschen einsetzen lassen, mutmaßen die Forschenden. „Mikrobiota sind wichtig, aber der eigentliche Schutz kommt von den Th17-Zellen, die von den Bakterien induziert werden“, betont Ivanov.

„Unsere Studie unterstreicht, dass eine komplexe Wechselwirkung zwischen Ernährung, Mikrobiota und dem Immunsystem eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Adipositas, Metabolischem Syndrom, Typ-2-Diabetes und anderen Erkrankungen spielt“, sagt Ivanov. „Es deutet darauf hin, dass es für eine optimale Gesundheit wichtig ist, nicht nur die Ernährung umzustellen, sondern auch das Mikrobiom oder das Darmimmunsystem zu verbessern, indem man beispielsweise die Anzahl der Th17-Zell-induzierenden Bakterien erhöht.“